KR20120137813A

KR20120137813A - 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대

Info

Publication number: KR20120137813A
Application number: KR1020110056888A
Authority: KR
Inventors: 김대식; 홍유식; 이준형; 최명복; 유성철
Original assignee: 이커스텍(주)
Priority date: 2011-06-13
Filing date: 2011-06-13
Publication date: 2012-12-24

Abstract

자전거용 다기능 모바일 기기 거치대가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대는, X자형 집게식 구조를 가지며, 제품의 4-모서리 부분을 지지하는 가변 holder; 솔라셀 전지판과 발생된 전력을 저장하는 내장형 배터리를 포함하는 태양광 모듈; 바퀴에 부착된 발전기로부터 발생된 전기에너지와 바람에 의한 팬 회전 운동 에너지를 전기에너지를 충전 배터리에 연결하는 인터페이스; 속도, 기울어짐, 주변에 물체 감지 기능이 있는 센서; 자전거의 앞과 뒤쪽에 카메라를 장착하여 영상을 저장하는 블랙박스; 거치대내에 있는 배터리 전원을 모바일기기에 무선으로 전력을 전송하여 충전하는 무선충전부를 포함한다.

Description

자전거용 다기능 모바일 기기 거치대 {Multifunctional mobile device holder used for bicycles}

본 발명은 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대에 관한 것이다.

자전거용 다기능 모바일 기기 거치대가 요구된다.

본 발명이 해결하고자 하는 제1 과제는, 발전시스템의 관점에서 개인이 사용하고 있는 기기들에 대해 전원을 커버하는 Personal Power System역할을 충분히 하는 시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 제2 과제는, 솔라셀을 내장하고 있으며 발전기와 인터페이스하여 충전할 수 있도록 하여 지구환경문제 차원의 CO2 절감노력과 자가용 대신 자전거 이용 활성화를 위한 정부차원에 부응하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 제3 과제는, 야외활동시 시간과 장소에 구애 받지 않고 어떤 상황에서도 긴급통화나 통화 연속성을 유지하도록 모바일기기를 충전할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 제4 과제는, 자전거 탈 때 스마트폰을 안전하고 편리하게 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 제5 과제는, 2CH DVR기능과 가속도센서.지자기센서.자이로센서 기능을 더하여 운전자 앞(핸들부분에 카메라 장착)과 뒤(안장 밑에 장착)에서 영상과 소리를 저장하여 자전거 운전 사고시 현장을 영상으로 확인하게 할 수 있게 하여 운전자의 안전을 보호하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대는, X자형 집게식 구조를 가지며, 제품의 4-모서리 부분을 지지하는 가변 holder; 솔라셀 전지판과 발생된 전력을 저장하는 내장형 배터리를 포함하는 태양광 모듈; 바퀴에 부착된 발전기로부터 발생된 전기에너지와 바람에 의한 팬 회전 운동 에너지를 전기에너지를 충전 배터리에 연결하는 인터페이스; 속도, 기울어짐, 주변에 물체 감지 기능이 있는 센서; 자전거의 앞과 뒤쪽에 카메라를 장착하여 영상을 저장하는 블랙박스; 거치대내에 있는 배터리 전원을 모바일기기에 무선으로 전력을 전송하여 충전하는 무선충전부를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대에 의하면, 다음과 같은 효과가 하나 이상 존재한다.

첫째, 발전시스템의 관점에서 개인이 사용하고 있는 기기들에 대해 전원을 커버하는 Personal Power System역할을 충분히 하는 시스템을 제공할 수 있다.

둘째, 솔라셀을 내장하고 있으며 발전기와 인터페이스하여 충전할 수 있도록 하여 지구환경문제 차원의 CO2 절감노력과 자가용 대신 자전거 이용 활성화를 위한 정부차원에 부응할 수 있다.

셋째, 야외활동시 시간과 장소에 구애 받지 않고 어떤 상황에서도 긴급통화나 통화 연속성을 유지하도록 모바일기기를 충전할 수 있다.

넷째, 자전거 탈 때 스마트폰을 안전하고 편리하게 사용할 수 있다.

다섯째, 2CH DVR기능과 가속도센서.지자기센서.자이로센서 기능을 더하여 운전자 앞(핸들부분에 카메라 장착)과 뒤(안장 밑에 장착)에서 영상과 소리를 저장하여 자전거 운전 사고시 현장을 영상으로 확인하게 할 수 있게 하여 운전자의 안전을 보호할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대의 블록도를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대의 다양한 기능을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 가변 홀더의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가변 홀더의 레그의 사이즈를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 다른 본체 내장형 배터리의 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전면 전조등 부착 구조를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예예 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대의 전체 외관을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대의 자전거 장착 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대의 무선 충전 기능을 설명하는 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예에 따른 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대를 설명하면 다음과 같다.

야외활동에서 통신의 연속성과 취향(듣는 것과 보는 것)을 끊김없이 유지할 수있도록 충분한 배터리 충전기능, 모바일기기(무선전력수신기가 있는)들 모두를 장착할 수 있는 거치기능과 이기기들에 무선으로 전원을 충전하는 기능, 솔라셀로부터 /바람의 힘으로/ 바퀴의 회전하는 힘으로 충전하는 기능을 가진다.

그리고 생활방수 기능 및 편리한 탈부착 시스템의 기구로 설계한다. 배터리모듈은 휴대가 가능한 간편하며 별도로 분리하여 사용할 수 있도록 하고, LED전등기능을 할 수 있도록 설계한다. 충전배터리로부터 통신기기 및 멀티미디어기기로의 배터리 충전을 부가적인 액세서리 없이 무선으로 충전할 수 있도록 한다.(케이블이나 아답터 잭컨넥터 등이 없는)

2CH DVR기능과 센서기능을 더하여 운전자 앞(핸들부분에 카메라 장착)과 뒤(안장 밑에 장착)에서 영상과 소리를 저장하여 자전거 운전 사고 시 현장을 영상으로 생생하게 확인하게 하고 센서를 장착하여 사고 시 넘어지는 방향과 충격의 정도를 파악할 수 있도록 하여 사람의 생명을 지키도록 한다. 지자기센서로 자전거 주변3~4m의 거리에 있는 금속물체를 감지하였을 때 소리가 "삐삐삐" 울리도록 하며 더 가까이에서 금속이 감지 되었을 때 센서감지 강도가 더 커지므로 경보 소리가 더 크게 울리도록 하여 운전자에게 주의를 기울이게 하여 안전을 지키는 역할을 한다.

스마트폰 사용자들의 가장 큰 불만사항은 짧은 배터리 수명이다. 갤럭시S 등 일부 스마트폰은 배터리 교체가 가능해 그나마 다행이지만 아이폰은 일체형이라 불편하다. 이같은 고민을 해소할 수 있는 것이 태양광 충전 배터리다. 손안에 쏙 들어가는 크기로 휴대가 간편하며 외근이 많은 직장인들에게 안성맞춤으로 설계한다. 이 제품은 실외에서 태양광, 실내에서 형광등, 백열등으로 충전이 가능한 17%효율을 갖는 태양전지패널을 통해 5600mAH 리튬이온폴리머 배터리를 충전시킨다.

그리고 자전거를 타면서 얻게 되는 바퀴의 회전력을 이용해 전기에너지를 발생하는 발전기로부터 충전할 수 있고, 바람개비 형태의 풍력을 이용해 얻어지는 전기에너지로 충전할 수 있도록 거치대 내부 회로를 구현한다. 그리고 필요시 태양광 외에도 USB단자나 전원어댑터를 이용해 일반전원이나 PC로도 충전이 가능하도록 설계한다.

완전충전하는데 태양광으로 8~12시간, 일반전원이나 PC로는 2~4시간 걸린다. 태양광 충전기로 휴대폰을 60분 충전시키면 100~150분 사용할 수 있게 된다.

출력은 5.5V에 1000mA로 스마트폰뿐만 아니라, 핸드폰, 게임기, 디지털카메라, PMP등 180여 종류 의 디지털기기에 사용할 수 있다.

<기능 설명>

발명하고자 하는 자전거용 거치대의 역할을 할 수 있도록 아래의 제품의 기능을 구현한다.

1) 스마트폰이나 다른 모바일 기기들을 고정할 수 있는 기구물로 설계한다.

2) 고휘도 LED 전조등 : 자전거 야간 운행시 전조등 역할 및 안전 운행을 위해 사용하는데, 두 개의 고휘도 LED를 이용한 주력광과 주변광 기능, LED를 위한 저전력 구조 설계한다. Dual LED Light 채용으로 충분한 광량 확보(160루멘)하고 상단부 버튼으로 3단계 밝기 조절 - 밝게, 보통, 점멸-를 조절하도록 한다.

3) 무선 충전 기능 : 거치대 내의 배터리로 충전된 전력을 폰 또는 다른 휴대기기에 무선으로 기기내에 있는 2차측의 무선 전력 수신부를 거처 배터리에 충전한다.

4) 솔라셀 충전기능 : 2셀의 솔라셀 전지판에서 발생된 전력을 거치대 내 2차 전지에 저장한다.

5) 배터리 및 과충전회로 : 휴대성을 강화하기 위해 Li-Ploymer배터리를 채용하고 저전력 동작을 구현하였으며 동작 중 발생할 수 있는 열손실을 최소화 한다. 또 과충전으로 인한 배풀현상 및 폭발 등을 방지하기 위해 전용 충전 방지회로가 내장되어 있어 과충전 방지및 셀밸런싱을 유지할 수 있다.

단순한 모바일기기를 위한 자전거의 거치대로써가 아닌 실용적인 기능을 구현하여 ‘액세서리’가 아니라 모바일 기기의 부족한 기능을 보완해주는 역할을 해 기기 사용의 연속성(실내의 인터넷 환경에서 이동공간에서의 인터넷)을 중시하는 스마트폰/패드/멀티미디어 사용자들에게 유용성과 편리성을 제공하고자 한다.

거치대 기구물 상층부에 솔라셀을 놓아 일체형으로 만드는 것을 고려한다.

USB케이블로 연결해 사용할 수 있고, LED 디스플레이를 장착해 충전 상태를 쉽게 확인할 수 있다.

디자인이 뛰어나고 재질이 튼튼한 것으로 제작할 예정이다.

배터리 용량은 5600mA 용량의 배터리로 최대 30시간 동안 음악 및 영상을 감상할 수 있도록 하며, 개의 LED를 통해 배터리의 잔량을 확인할 수 있게 한다.

가) 중앙처리 제어부 개발

8bit MCU로 배터리의 상태

충전 상태 감지 및 표시(LED상태표시)

무선충전회로 제어

외부인터페이스 제어 USB등

나) 고휘도 LED 전조등

시야율과 직진성으로 야간 활동시의 안정성을 극대화 시키고 100,000시간 지속되는 내구성으로 장시간 사용할 수 있도록 설계한다.

3 Light Setting : High/Low/Flash

밝 기 : 160 Lumen(고휘도 채용)

사용시간 : 3 ~ 6시간

유효거리 : 200m

LED : CREE Q3 LED

다) 태양광 충전 회로

태양광으로 충전했을 때의 통화 및 대기시간은 전기 충전한 것에 비해 짧다. 전원이 얼마 남지 않은 상태에서 장시간 통화는 어렵지만 급하게 통화해야 할 때, 휴대폰을 사용한 위치 확인할 때, 지진.눈사태 등의 자연재해 때, 교통사고 당했을 때 유용한 기능으로 등산, 낚시, 하이킹 등 야외 활동을 즐기는 사람들에게 적합한 제품이다.

태양광을 이용하는 친환경 제품으로 CO2등의 대기 환경 오염 및 온난화 주범 역할을 하는 화석에너지의 사용을 절약할 수 있다.

소형 태양전지 모듈 사양 :

제품규격:120mm*150mm

최대출력:2.3W

최대전압 Vmp:18V

최대전류lmp:130mA

태양전지 저전압 고임피던스 전력 소스로부터 에너지를 포집하고 관리하는 작업을 크게 간소화할 수 있도록 초저전압 스텝업 컨버터를 사용하여 설계한다.

태양광 소스의 경우에는 태양전지가 피크 일광일 때는 평방 cm에 50mW 이상의 전기 전력을 발생시킬 수 있다. 전기 에너지를 발생시킨 다음에는 이를 에너지 포집 회로를 이용해서 전환하고 하위 장치들을 구동하기에 적합한 형태로 변환할 수 있다.

이 디바이스는 동기식 스텝업 디자인에 의해서 250mV의 낮은 입력 전압으로 스타트업할 수 있으므로 이상적이지 않은 조명 조건으로 극히 소형의 태양전지로부터 에너지를 포집하기에 이상적으로 적합하다. 또한 0.2V~5V의 넓은 입력 전압 범위이므로 다양한 유형의 애플리케이션에 이용할 수 있다. 피크 전류 제한을 자동으로 조절함으로써 소스로부터의 전력추출을 극대화하는 한편, Burst Mode 동작은 정지 전류를 18μA로 감소시킴으로써 컨버터 효율을 극대화한다.

라) 무선 충전기능 구현

무선 전력전송 기술은 전기 에너지를 전자기파 방사, 전자기 공명 및 전자기 유도 등의 방법으로 전력을 전달하여 이격된 모바일기기 등 전자기기의 배터리를 무접점으로 충전하는 기술이다. 전자기파에 의한 방식은5.8㎓ 등 수㎓를 이용하여 수㎞~수백㎞의 전송거리를, 전자기 공명 방식은 10㎒를 이용하여 수 m 내외, 전자기 유도 방식은 125㎑/135㎑를 이용하여 수 ㎜~수㎝ 내외의 전송 거리를 갖는데 본 개발에서는 전자기 유도 방식을 사용한다.

Litum-Polymer 배터리에 충전되어 있는 전력을 휴대폰, MP3, 스마트폰, 카메라 등의 휴대기기에 무선으로 충전할 있다.(USB로 휴대기기로 충전할 수도 있도록 설계함)

도 9에서 1차측의 구성은 제어부, 전류 검출부, 전압위상 검출부, 공진부로 이루어 지며, 2차측의 구성은 정류부, 충전부로 이루어진다.

무접점 전원공급을 위한 흐름을 설명하면 다음과 같다.

<정상부하 시 >

-1차측 전류, 전압위상 변화를 검출하여 정상 부하에 전원공급

-2차측이 1차측에 근접하면 1차측 인덕턴스 변하여 1차측 전류 변함

-2차측 L,C로 인해 1차측 전압 위상 변함

<비정상부하 시 >

- 1차측 전압위상이 미비하게 변함

- 1차측 전류및 비정상 전압위상 변화를 검출하여비정상부하로의 전원공급 차단

마) 발전기(바퀴부착형, 바람개비형) 인터페이스

자전거 탈 때 바퀴에 부착된 발전기로부터 발생된 전기에너지와 바람에 의한 팬 회전 운동 에너지로 발생된 전기에너지를 충전 배터리에 연결할 수 있도록 DC jack 타입 또는 USB 타입의 컨넥터와 회로를 구성한다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

Claims

X자형 집게식 구조를 가지며, 제품의 4-모서리 부분을 지지하는 가변 홀더;
솔라셀 전지판과 발생된 전력을 저장하는 내장형 배터리를 포함하는 태양광 모듈;
바퀴에 부착된 발전기로부터 발생된 전기에너지와 바람에 의한 팬 회전 운동 에너지를 전기에너지를 충전 배터리에 연결하는 인터페이스;
속도, 기울어짐, 주변에 물체 감지 기능이 있는 센서;
자전거의 앞과 뒤쪽에 카메라를 장착하여 영상을 저장하는 블랙박스;
거치대내에 있는 배터리 전원을 모바일기기에 무선으로 전력을 전송하여 충전하는 무선충전부를 포함하는, 자전거용 다기능 모바일 기기 거치대.